90Sr is considered a hazardous radionuclide due to its long half-life of 28.8 years, radiotoxicity, and potential to bioaccumulate in various organisms. In the environment, strontium typically exists as divalent cation Sr2+ or in different complexes, depending on the environmental physical and chemical factors. Despite its mobility, Sr2+ transport remains affected by adsorption from solid phases, such as soil and sediments. This research aimed to investigate the efficiency of a magnetic flocculant (MNP/IF) in separating suspended soil and Sr2+ from a soil suspension. MNP/IF was prepared via the electrostatic interaction between magnetite particles and an inorganic flocculant (IF) composed of CaCO3 and Na2SO4. Analysis of the physical properties of MNP/IF confirmed that MNP/IF was successfully imparted with magnetism and had excellent adsorption capacity for Sr2+. The optimal MNP/IF dosage for the sedimentation of suspended soil was determined to be 0.3 g/g (mass ratio of flocculant to soil). The lower the pH, the more favorable the flocculation-sedimentation process of the suspended soil by MNP/IF, since Ca2+ and Mg2+, which are the most common strong flocculators, were further eluted from IF under acidic conditions. Besides, MNP/IF exhibited outstanding removal performance for Sr2+, with maximum adsorption capacities of 163.6 mg/g observed during the flocculation-sedimentation reaction of suspended soil. The adsorption of Sr2+ exhibited consistency with the Langmuir model and followed pseudo-second-order kinetics. These findings suggest that MNP/IF can be used for the simultaneous removal of suspended soil particles and Sr2+ from a radioactive soil suspension.

Long-term evolution of the surface environments can affect the safety of deep geological disposal. Therefore, it is important to understand the water balance components constituting the water cycle among atmosphere, surface, and subsurface. In Finand, the surface and near-surface hydrological model (SHYD) was developed to calculate the water balance of Olkiluoto Island. Through the intensive site investigations, the data sets as input for the site scale model in present-day conditions have been collected such as transpiration and meteorological data. In this study, weighing lysimeter method was selected to quantify small-scale soil water balance of the vadose zone in the UNsaturated zone In-situ Test facility (UNIT) around KAERI Underground Research Tunnel. Hydrological components such as precipitation, evapotranspiration (ET) and leachate were derived from water balance analysis on the lysimeter measurements in UNIT. Among the hydrological components, actual ET accounts for more than 50% of the annual precipitaion, and thus plays an important role on predicting the hydrological evolution in the future. In this context, actual ET measured from the weighing lysimeter was compared with potential ET estimated from meteorological data using FAO-56 Penman-Monteith method.

지중점적 관수･관비 시스템은 지구온난화로 인한 물 부족과 낮은 토양비옥도 문제에 대응하기 위한 효율적인 방법의 하나로 주목받고 있다. 그러나, 국내 식량작물에 대한 지중점적 관수 효과, 특히 지중점적 관비와의 결합에 대한 이해와 관련 시스템 개발은 여전히 미미하다. 본 연구에서는 기존의 표면 관수 및 시비(CF)와 비교하여 지중점적 관수 및 관비 처리(SSF)에 따른 감자(Solanum tuberosum L.)의 성장 및 수량 특성을 측정하였다. 지중점적 처리를 위해, 경상국립대학교 실험 포장(583 m2)에서 점적관(Ø 14.1 ㎜, 1.6 L h-1)을 80 ㎝ 간격으로 깊이 40 ㎝에 매설하였다. 감자의 표준 시비량(N-P-K: 100-88-130 ㎏ ha-1) 중 일정량 기비(N-P-K: 50-48-90 ㎏ ha-1) 후, 잔여 시비량인 N-P-K: 50-40-40 kg ha-1을 괴경형성기와 괴경비대기에 절반씩 나누어 관비하였다. 감자 생육 특성 중 초장은 지중점적 처리구에서 가장 길게 나타났으나, 경직경은 대조구에서 가장 두껍게 나타났다. 총 수량과 상서용 수량은 각각 대조구에서 38.6 Mg ha-1, 27.4 Mg ha-1로 지중점적처리구와 비교하여 총 수량은 14.0%, 상서용 수량은 20.8% 높게 나타났다. 지중점적 관수 후 깊이 80 ㎝까지의 토양 단면조사에 따른 수분 분포는 10~35%의 수분함량을 보였으며, 모세관 확산 현상에 의해 중력으로 인한 수분의 하강이 우세하게 나타났다. 따라서, 사양토 조건에서 지중점적관수･관비 처리에 따른 감자의 생육과 물의 이동은 투입비용과 에너지 효율성을 고려한 작물 생산성을 높기기 위해 지중점적 관수시스템, 매설 깊이나 관수방법 등에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다. 검색어 – 관비, 관수, 물관리, 식량작물, 지중점적

접목선인장은 수출 화훼류 중 중요한 부분을 차지하는 품목 으로 품종 육성과 재배 기술의 개발이 꾸준히 요구된다. 품종 육성은 접목선인장에서 적색 외에도 다양한 색상의 품종이 요 구되어 접목선인장의 품종 개발에 대한 요구를 충족하고자 밝 은 분홍색이 선명하고, 기호도가 좋은 ‘연실(YeonSil)’ 품종을 육성하였다. 접목선인장 ‘연실’은 국립원예특작과학원에서 구 의 색상이 흑·분홍색인 ‘0105057’계통을 모본으로 하고 같은 흑·분홍색인 ‘BP72’를 부본으로 교배하여 얻은 실생 품종(등 록번호 제 3920호)이다. ‘연실(YeonSil)’은 편원형으로 구색 은 분홍색(RP N66B)에 돌출된 결각(tubercle)이 있는 모양 으로 대조구 ‘연시’보다 높은 기호도를 가졌다. 재배 방법을 달리하여 육성된 ‘연실’ 품종을 토경과 양액재배(저면매트를 활용한 양액급액)방법으로 재배 후 생육 특성을 검토하였다. 접목선인장 재배방법에 따른 토양재배와 양액재배 방법 간 생 육에 다소 차이를 보였으며, 양액재배에서 우수한 경향을 보 였다. 생육 중 저면 매트를 활용한 양액재배가 토경재배보다 생체중, 구폭, 구고, 구중이 증가하는 것으로 나타났다. 접목 선인장 재배에서 토양재배는 뿌리썩음병 등의 병 발생 문제가 심각하여 저면매트를 활용한 양액재배가 토양재배를 대신하 는 효율적인 방법으로 생각된다. 본 연구는 접목선인장에서 품종 개발과 함께 재배방법에 대한 일괄적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

Considering the non-linear behavior of structure and soil when evaluating a nuclear power plant's seismic safety under a beyond-design basis earthquake is essential. In order to obtain the nonlinear response of a nuclear power plant structure, a time-domain SSI analysis method that considers the nonlinearity of soil and structure and the nonlinear Soil-Structure Interaction (SSI) effect is necessary. The Boundary Reaction Method (BRM) is a time-domain SSI analysis method. The BRM can be applied effectively with a Perfectly Matched Layer (PML), which is an effective energy absorbing boundary condition. The BRM has a characteristic that the magnitude of the response in far-field soil increases as the boundary interface of the effective seismic load moves outward. In addition, the PML has poor absorption performance of low-frequency waves. For this reason, the accuracy of the low-frequency response may be degraded when analyzing the combination of the BRM and the PML. In this study, the accuracy of the analysis response was improved by adjusting the PML input parameters to improve this problem. The accuracy of the response was evaluated by using the analysis response using KIESSI-3D, a frequency domain SSI analysis program, as a reference solution. As a result of the analysis applying the optimal PML parameter, the average error rate of the acceleration response spectrum for 9 degrees of freedom of the structure was 3.40%, which was highly similar to the reference result. In addition, time-domain nonlinear SSI analysis was performed with the soil's nonlinearity to show this study's applicability. As a result of nonlinear SSI analysis, plastic deformation was concentrated in the soil around the foundation. The analysis results found that the analysis method combining BRM and PML can be effectively applied to the seismic response analysis of nuclear power plant structures.

Bis(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) is one of the plasticizers used in the polyvinyl chloride (PVC) industry. It is known to be easily released into the environment. In this study, we investigated effects of DEHP on growth, metabolic pathway, and virulence gene expression in soil-borne bacterial plant pathogen, Pectobacterium carotovorum SCC1 using in vitro assays. As a result, DEHP at 20 μg mL-1 did not affect the growth, cell membrane permeability, or ATPase activity of P. carotovorum SCC1. However, it decreased succinyl-CoA synthase (SCS) activity in the tricarboxylic acid (TCA) cycle. Relative expression levels of virulence genes encoding pectate lyase and pectin were differentially influenced by DEHP treatment. These results suggest that biological characteristics of P. carotovorum might be influenced by DEHP in soil.

국내 음식물류폐기물의 1일 발생량은 14,143 톤으로 약 30%는 퇴비로 재활용하고 있으며, 그중 석회안정화공법을 통해 제조된 석회처리비료는 작물의 수량 증가, 산성 토양 개량 및 유기물 공급 등의 효과가 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 석회처리비료 시용량에 따른 작물 생육 및 토양의 화학적 특성에 대한 영향을 평가하고자 하였다. 처리구는 무처리구(CT), NPK 처리구(NPK). NPK+소석회 처리구(CH), NPK+석회처리비료 처리구 1, 2, 4, 8 및 16배(LTF1, 2, 4, 8 및 16)로 설정하였다. 석회처리비료는 석회소요량 기준으로 처리를 하여 상추 포트 재배실험을 진행하였다. 상추의 생육조사 결과 전반적으로 LTF1 처리구의 생육(수량 5,050 kg ha-1)이 가장 좋았던 반면, 석회처리비료 시용량이 증가할수록 생육이 저하되는 경향이었으며 수량도 LTF16 처리구(1,600 kg ha-1)에서 유의한 수준으로 감소하였다. 시험 후 토양의 pH, EC, OM, 교환성 양이온은 모두 시험 전보다 상승하였고 석회처리비료의 시용량이 증가함에 따라 증가하였다. 상추의 질소, 인산 및 칼륨의 양분흡수량은 LTF1 처리구에서 NPK 처리구 대비 각각 6.1, 0.5 및 4.0 kg ha-1 증가했으나, 석회처리비료 시용량이 증가함에 따라 감소하는 경향이었다. 이를 통해 석회처리비료는 석회소요량 기준 2배량 이하로 시용하는 것이 적합하다고 판단되나 석회처리비료의 적정사용량 설정을 위해 연용 포장실험을 통한 추가적인 모니터링이 필요하다고 사료된다.

음식물류폐기물 직매립, 해양투기 등이 금지됨에 따라 음식물류폐기물은 대부분 자원화를 통해 처리되며 퇴비화하여 생산한 음식물류혼합퇴비(이 하, 음폐퇴비)는 작물 생산성을 향상 등을 위하여 농경지에 퇴비로 사용한다. 하지만, 염분 집적에 의한 작물 생육이 우려되며 이에 따른 피해를 줄이기 위하여 음폐퇴비와 블랙카본, 유용 미생물을 함께 사용하면 염분에 의한 피해를 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 이에 본 연구는 음폐퇴비와 바이오차의 한 종류인 블랙카본, 유용 미생물을 처리 시 상추의 수량과 토양 특성 변화를 알아보고자 하였다. 처리구는 무비구(NF), 무기질 비료 (NPK), 무기질 비료 + 음폐퇴비 (NPKF, 대조구), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 블랙 카본 (NPKFC), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 미생물 (NPKFB), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 블랙카본 + 미생물 (NPKFCB)이다. 상추 생육 조사 결과, 생육 후기인 21일째에 NPKFCB 처리구에서 엽장 20.7 cm, 엽폭 20.2 cm, SPAD-502 32.0으로 가장 생육이 좋았으며, 수량 조사 결과 또한 NPKFCB 처리구에서 주당 총 엽수가 28.8개로 가장 많았다. 수량지수는 무처리가 84.1로 가장 낮았고 NPKFCB 처리구에서 128.7로 가장 높았다. 이는 블랙카본에서 공급되는 K, P, Ca 등의 양분과 미생물 활성화가 작물 생산성 향상에 도움을 준 것으로 판단된다. 토양 화학성 분석 결과 pH는 NPKFB 처리구에서 6.9로 가장 높았으며, EC는 NPKF에서 1.7 dS m-1로 가장 높았다.

Large-scale adoption of alternative agricultural practices is needed to manage farm productivity and resources under global changes. Ecosystem models are a tool for developing and evaluating potential solutions at management and policy scales. However, data collection and compilation often lack documentation that hinders model calibration and testing. The objectives of this study were to describe the current soil datasets and to combine soil property data from various sources that are sufficient to support the use of agricultural models under Korean conditions. Numerous sources provide soil data that describe the farm environment by land cover, such as rice and other field crops. The interquartile range of soil organic carbon was 9.10–14.50 g kg-1 across paddy and non-rice field systems. The results suggest that it is premature to perform site-specific simulations of farming systems due to no direct carbon accounting and hydrological conditions of the soil. Global gridded soil information, such as SoilGrids, may supplement the local data, especially soil organic carbon (the interquartile range of 23.43–36.92 g kg-1). However, the descriptive statistics of soil properties extracted from the datasets were not in agreement. Because the Korean agricultural land is characterized by small size (less than 1 ha) and family operation as a management unit, it is crucial to build datasets more representative of small-size farms and relevant to the new generation of models.

지중점적 관수(subsurface drip irrigation, SDI)는 작물의 뿌리가 수분을 가장 쉽고 효과적으로 이용할 수 있는 방법으로 알려져 있다. 그러나 지중관수는 지표면 관수와 달리 수분의 공급 상태를 육안으로 확인하기 어려운 단점이 있다. 특히 작물의 뿌리가 수분을 흡수할 수 있는 유효수분 량은 토양에 따라 달라지고 동시에 수분을 보유하는 장력(potential energy)에도 영향을 미치게 된다. 지중관수는 지중에서 수분이 확산되는 위치 와 뿌리의 위치까지 도달될 때 효과가 발생한다. 그러나 실제로 토양 내부에서 수분이 이동하고 확산하는 것을 예측하기는 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 토양의 조건을 일정하게 하고 토층을 파괴시키지 않기 위해 토양조를 이용하였다. 그리고 수분을 지중에 공급한 이후에 토양을 절개하고 토양의 내부 위치별 토양수분을 측정하였다. 이때 토양 내부의 수분함량이 동일한 분포선을 찾아 유효 수분영역을 구하고 공급한 지중관 수량과 비교하였다. 아울러 토양내부의 습윤 확산 형태와 수분량으로 부터 토성에 따른 수분 확산이론을 예측하였다. 여기서 얻어진 수분확산 예측선도와 콩의 생육 시기별 뿌리의 생장위치를 중첩하여 최종적으로 지중관수량을 구하였다. 콩의 뿌리 생육은 파종이후 일일 평균 10 mm 성장한 것으로 나타나 생육 초기에 10일 간격으로 지중관수 공급량을 설계하였다. 주요 결과는 미사질양토에서 유효수분량을 25-35%로 유지하기 위해, 생육초기인 파종후 10일에는 8000 mL, 파종후 20일에는 7000 mL, 파종후 30일에는 6500 mL를 공급해야 할 것으로 판단되었다. 사질토 에서는 유효수분량을 20-30%로 유지하려면 파종후 10일에는 7500 mL, 파종후 20일에는 6500 mL, 파종후 30일에는 6000 mL를 공급하는 것이 타당한 것으로 판단되었다. 또한 생육 30일 이후에는 미사질양토나 사질토 모두 6000 mL를 공급하는 것이 적절할 것으로 보여 진다.

본 연구는 고추 재배 시험을 통해서 발전소로부터 배출되는 저회 (BA, bottom ash)의 농업적 활용 가능성을 평가하고자 수행되었다. 저회의 시용수준은 5 (BA5), 10 (BA10), 15 (BA15) 및 20 (BA20) ton ha-1으로 조절하였으며, 대조구는 퇴비를 일반 기비로 사용한 관행처리 방법으로 하였다. 고추의 생육 특성은 퇴비 처리구가 저회 처리구에 비해 생육이 증가되었고, 저회 사용수준에 따른 고추의 생육은 전반적으로 BA15 ≓ BA10 > BA20 > BA5 처리구 순으로 증가되었다. 고추 재배 후 조사된 토양의 화학적 특성은 저회의 시용수준이 증가될수록 pH, EC, SOC, 그리고 CEC 함량이 증가되는 경향을 보였다. 특히, 작물의 생육과 관련이 깊은 pH, SOC 및 CEC의 지표는 저회 처리구가 대조구에 비해 각각 0.20~0.82, 1.16~8.92 g kg-1 및 0.29~0.74 cmolc kg-1 범위로 증가되어 저회가 토양 탄소 함량 증진을 포함한 토양 비옥도 개선에 효과적인 역할을 한 것으로 판단된다. 따라서 본 시험의 결과로 미루어 볼 때 저회의 시용은 관행처리에 비해 고추의 수확량은 적지만 토양환경을 개선하는데 효과적인 것으로 판단되어 토양개량제로서 저회의 농업적 활용은 가능하다고 판단된다.

최근 원예작물의 지속가능한 생산을 위한 작물 생육환경 센 싱 기반 복합환경제어시스템 연구와 산업적 이용이 부각되면 서, 노지재배에 적용하기 적합한 토양센서 활용 방안 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 산업 및 연구 현장에서 많 이 사용되고 있는 TEROS 12 FDR 센서(frequency domain reflectometry sensor)를 노지 과수원의 토양에 알맞게 활용 하기 위하여 국내 세 지역 과수원 토양의 토성별 FDR 센서 활 용 방법을 제시하고자 수행하였다. 실제 과수가 재배되고 있 는 각 과수원에서 토양을 채취하여, 토성 및 토양수분보유곡 선을 조사하였으며, 토양별 TEROS 12 센서 Raw 값과 이에 대응하는 용적수분함량 값을 선형 회귀 분석, 3차 회귀 분석을 통해 보정식을 얻은 뒤 제조사에서 제공하는 광질 토양 보정 식과 비교 분석하였다. 채취한 세 과수원의 토양은 모두 토성 이 달랐으며, 토성에 따라 각 보수력에 따른 용적수분함량 수 치에 차이가 있었다. 또한, TEROS 12 센서 보정식에서는 모 든 토양에서 3차 회귀 분석 보정식이 결정계수 0.95 이상으로 가장 높게 나타났으며, RMSE도 가장 낮게 나타났다. 제조사 에서 제공하는 보정식을 사용하여 TEROS 12 센서의 용적수 분함량을 보정할 경우 토양에 따라 실제 수치에 비해 최대 0.09－0.17m3·m-3가량 낮게 나타나, FDR 센서 사용시 적용 토양에 알맞은 보정이 반드시 선행되어야 함을 확인하였다. 또한 토성에 따라 토양의 보수력 구간에 따른 용적수분함량 범위의 차이가 있었으며, 토양 용적수분함량의 수치 해석에 보수력 정보가 수반되어야 할 것으로 나타났다. 또한, 사질이 많은 토양에서는 관수 개시점 측정을 위해 FDR 센서를 활용 하는 데 있어 용적수분함량 측정 범위가 상대적으로 좁아 정 밀도가 떨어질 것으로 판단되었다. 결론적으로 토양에서 FDR 센서를 통해 토양수분의 변화를 알맞게 해석하고 노지 에서 알맞은 관수 시점을 선정하기 위해서는, 적용 토양의 수 분보유특성을 파악하고 FDR 센서 보정을 선행하여 올바른 토양 수분 정보 제공이 필요할 것이다.

송국리형 주거지의 이용 및 폐기과정은 청동기시대의 흥미로운 연구 과제 중 하나이며, 특히 내부 흑색토층의 존재는 많은 관심을 끌어왔다. 송국리 유적 제24차와 25차 발굴조사에서 내부 흑색토층 이 확인된 주거지(98호, 100호, 107호)를 대상으로 환경고고학적 연구(토양 미세형태분석 및 규소체 분석)를 수행하였다. 토양 미세형태분석 결과, 내부 흑색토층은 탄화물이 집적된 층으로 보이며 탄화 가 비교적 가까운 곳에서 일어났을 가능성을 시사한다. 아마도 지붕이나 벽체를 비롯한 상부 구조물 이 탄화되어 집적된 층일 가능성이 높다. 한편 100호 주거지의 규소체분석 결과, 중간 흑색토층 및 상부 퇴적토에서 벼와 조의 규소체가 다량으로 확인되었다. 그리고 사초과 식물의 규소체와 해면동물 골편이 출토된 것으로 보아 저지대(예, 수전) 토양을 벽체 등의 건축재로 사용했던 것으로 보인다. 또 한, 내부 흑색토층이 보이는 주거지와 수혈유구는 연접한 경우가 많아, 화재에 의한 탄화물이 주거지 와 인근 수혈 내부로 흘러 들어간 것으로 생각된다. 이를 종합하여 보면 일부 주거지는 사용이 중지된 이후, 기둥과 같은 주요 건축재를 해체하여 반출한 다음 재활용이 어려운 나머지 잔존 구조물을 소각 했던 것으로 보인다. 그리하여 탄화물이 집적되어 수혈 중간부에 흑색토층을 생성했던 것으로 추정된 다. 본 연구에서는 토양 미세형태분석과 규소체분석이 상호보완적으로 함께 수행되어 해석의 지평을 넓힐 수 있었다.

Radioactive contamination of soil on the site of a nuclear facility has a characteristic that radioactive nuclides are adsorbed into the pores between soil particles, making it quite difficult to decontaminate. For this reason, research on the development of various decontamination processes is being actively conducted. In this study, among various decontamination studies, a soil decontamination process using supercritical carbon dioxide was presented. The decontamination process uses supercritical carbon dioxide as the main solvent, which has a higher penetration power than other materials. Therefore, the process consists of the process of desorbing and extracting the target radionuclides between particles of soil. However, since nuclides exist as ions in the soil, polar chelating ligand material was introduced as an additive to nonpolar supercritical carbon dioxide for smooth chemical reactions in the soil. Thereafter, from the viewpoint of improving process continuity and efficiency, an alcohol material was introduced as an auxiliary solvent for liquefaction of chelating ligand in a solid state. Through prior research on the selection of a solvent for liquefaction of chelating ligand, ethanol and 2-propanol were finally selected based on whether the chelating ligand was dissolved. However, if the auxiliary solvent in which the chelating ligand is dissolved is to be combined with radionuclides in the soil, it must first be well dissolved in supercritical carbon dioxide, the main solvent. Therefore, in this study, the solubility of ethanol and 2-propanol in supercritical carbon dioxide was measured and the suitability was evaluated. The temperature conditions were carried out at 40°C, the same as the previously designed decontamination process, and the measurement was conducted by adjusting the pressure and volume through a syringe pump and a variable volume device. In addition, solubility was measured based on the observation of the ‘cloud point’ in which the image becomes cloudy and then bright. As a result of the experiment, several solubility points were measured at a pressure of 150 bar or less. If the flow rate ratio of supercritical carbon dioxide and auxiliary solvent derived from the results is applied to the soil decontamination process, it is expected that the process efficiency will increase in the future.